Что такое галогениды металлов

Обновлено: 18.05.2024

Ключевое различие между Галогеном и Галогенидом металла состоит в том, что Галоген представляет собой химический элемент 17-й группы периодической таблицы химических элементов, тогда как Галогенид металла представляет собой соединение, содержащее металл и галоген.

Галогениды металлов представляют собой ионные или ковалентные соединения галогенов. Галоген является химическим элементом, из 17-й группы периодической таблицы химических элементов, более того все эти химические элементы из 17-й группы являются галогенами.

Содержание

Обзор и основные отличия
Что такое Галоген
Что такое Галогенид металла
В чем разница между Галогеном и Галогенидом металла
Заключение

Что такое Галоген?

Галогены — это химические элементы 17-й группы периодической таблицы химических элементов. Эта г руппа содержит пять химических элементов: Фтор (F), Хлор (Cl), Бром (Br), Йод (I) и Астат (At). Часто используется символ X, чтобы символизировать галоген. Термин галоген относится к «производству соли». Это означает, что эти химические элементы имеют тенденцию образовывать соли при взаимодействии с металлами. Реакция между галогеном и металлом дает широкий спектр солевых соединений. Галогеновая группа содержит элементы, которые существуют в разных фазах вещества. Например, фтор и хлор являются газами, бром — жидкий, а йод — твердый при комнатной температуре.

Хлор, Бром и Йод

По группе галогенов в периодической таблице химических элементов снижается реакционная способность, увеличивается размер атома, уменьшается электроотрицательность, фаза вещества переходит из газа в твердое вещество и т.д.

Используются галогены в качестве дезинфицирующих средств, например в галогенных лампах, а также в качестве ингредиентов в некоторых медицинских препаратах.

Что такое Галогенид металла?

Галогениды металлов — это ионные или ковалентные соединения металлов и галогенов. Некоторые соединения галогенидов ковалентных металлов встречаются либо в виде отдельных молекул, либо в виде полимерных структур. Все галогены имеют тенденцию реагировать с металлами, образуя галогениды металлов.

Химическая структура галогенида металла — Пентафторид сурьмы

Теоретически, п олучить галогенид металла можно посредством реакции между химическими элементами, но этот тип реакции является практически экзотермическим. Поэтому необходимо использовать другие методы, такие как реакция нейтрализации оксидов и гидроксидов металлов.

Ионные галогениды металлов очень стабильны, таким образом, они имеют тенденцию иметь высокие температуры плавления и кипения. Однако эти соединения свободно растворяются в воде. Некоторые соединения также распадаются. Но они плохо растворимы в органических растворителях. Более того, отдельные молекулы галогенидов металлов имеют сравнительно низкие температуры плавления и кипения.

В чем разница между Галогеном и Галогенидом металла?

Ключевое различие между Галогеном и Галогенидом металла заключается в том, что Галоген представляет собой химический элемент 17-й группы периодической таблицы химических элементов, тогда как Галогенид металла представляет собой соединение, содержащее металл и галоген. Другими словами, Галоген — это химический элемент, а Галогенид металла — это химическое соединение.

Кроме того, еще одно различие между Галогеном и Галогенидом металла состоит в том, что Галоген может существовать в различных фазах вещества, во фторе и хлоре в газовой фазе, в броме в жидкой фазе и в йоде в твердой фазе, но Галогениды металлов существуют только в твердой фазе.

Заключение — Галоген против Галогенида металла

Таким образом, ключевое различие между Галогеном и Галогенидом металла заключается в том, что Галоген представляет собой химический элемент 17-й группы периодической таблицы химических элементов, тогда как Галогенид металла представляет собой соединение, содержащее металл и галоген. По сути, Галоген — это химический элемент, а Галогенид металла — это химическое соединение.

Что такое галогениды металлов

§ 14. Галогениды халькогенов.

Среди различных классов соединений халькогенов их галогениды наиболее многочисленны и разнообразны. Синтезированы и выделены галогенидные соединения, содержащие атомы халькогенов в различных степенях окисления - от низших (S_nCl₂ и S_nBr₂ (n = 3-8), Te₃Cl₂, S₂X₂ и Se₂X₂ (X = F, Cl, Br), TeI) до высших (ЭF₆). Прочность химических связей сера-галоген (табл.10) понижается от F к I, благодаря чему, например, не образуются бинарные иодиды серы и селена:

Таблица 10.Энергия связи сера-галоген.

Связь
Энергия, кДж/моль

S-F
327

S-Cl
271

S-Br
218

S-I
~170

Галогениды халькогенов преимущественно синтезируют взаимодействием простых веществ, либо восстановлением высших галогенидов свободными халькогенами: SeX₄ + Se Se₂X₂.

Фториды во многом отличаются от других галогенидов по устойчивости, химической активности и составу. Соединения FSSF (1,2-дифтородисульфид) и SSF₂ (1,1-дифтородисульфид или тионилфторид) и аналогичные S₂Cl₂ и Se₂F₂ представляют редкие в неорганической химии примеры структурной изомерии F-S-S-F и . В воде они быстро гидролизуются с выделением S₈, HХ и смеси политионовых кислот, например,

S₂Cl₂ широко используется в качестве вулканизатора резины и хлорирующего реагента при вскрытии некоторых минералов.

Дигалогениды ЭХ₂ можно получить галогенированием молекул Э₂X₂:

ЭХ₂ характеризуются низкими температурами кипения. Молекулы ЭХ₂ имеют угловую форму. Устойчивость дигалогенидов возрастает к Ро.

Наиболее многочисленны тетрагалогениды, которые синтезируют различными путями: Э + Х₂, ЭО₂ + Х₂, CCl₄ + ЭО₂ и т.д. Структуры газообразных молекул SF₄ и SeF₄ описываются по методу отталкивания валентных электронных пар и представляют собой тригональную бипирамиду с экваториальной позицией, занятой неподеленной электронной парой. Благодаря этому структура сильно искажается: экваториальный угол между связями F- S- F уменьшается от идеального 120 о до 103 о и аксиальные атомы F_акс отталкиваются к атомам F_экв.. При этом идеальный угол F_акс-S-F_акс 180 о уменьшается до 179 о , а длина связей S- F_акс и S- F_экв оказывается разной (рис.11а). Влияние неподеленной электронной пары у SeF₄ еще более сильное: угол F_акс- Sе- F_акс уменьшается до 169.2 о . Тетрахлорид серы SCl₄ весьма неустойчив и распадается выше -20 о С. Для твердых галогенидов SeX₄ и TeX₄ характерно образование тетрамеров. Тетрагалогениды полония имеют солеобразный характер. Тетрагалогениды S, Se, Te и Po, будучи кислотными соединениями, сравнительно легко гидролизуются с образованием соответствующих кислот: SeCl₄ + 3H₂O H₂SeO₃ + 4HCl и взаимодействуют с галогенидами металлов: TeF₄ + KF K[TeF₅] (рис.11б) и TeF₄ + 2KF K₂[TeF₆]. Образование комплексных галогенидов свойственно также и полонию: PoCl₄ + 2KCl K₂[PoCl₆] (рис.11в).

Рис.11. Пространственное строение молекул и ионов галогенидов халькогенов:

Геометрическая форма комплексных ионов [SeCl₆] 2- и [TeF₆] 2- соответствует правильному октаэдру, а иона [TeF₅]- - пирамиде, поскольку одна из вершин октаэдра занята неподеленной электронной парой Te (IV).

Из галогенидов халькогенов в высшей степени окисления получены гексафториды SF₆, SeF₆ и TeF₆. Среди всех галогенидов SF₆ выделяется устойчивостью и химической инертностью. Газообразный при комнатной температуре SF₆ не имеет запаха и вкуса, не горит, выдерживает нагревание до 500 о С без разложения, не взаимодействует с большинством металлов и неметаллов даже при нагревании. По отношению к воде SеF₆ напоминает SF₆, но разлагается водными растворами KI и Na₂S₂O₃. TeF₆ в течение суток гидролизуется полностью.

Относительная устойчивость SF₆ по сравнению с SF₄, обусловлена кинетическими факторами. Шесть атомов фтора стерически экранируют атом серы и мешают приближению возможных атакующих групп. Термодинамически же гидролиз SF₆: SF_6(газ) + 3 H₂O_(газ) SO_3(газ) + 6HF_(газ) возможен, поскольку изменение энергии Гиббса этого процесса составляет G о = - 301.2 кДж/моль. В связи с инертностью и исключительными диэлектрическими свойствами SF₆ широко используется в качестве газообразного изолятора в высоковольтных аппаратах.

Помимо описанных, синтезированы низшие галогениды S_nX₂ (X = Cl, Br, n =3-8).

Благодаря меньшей электроотрицательности Cl и Br по сравнению с F и меньшей энергии связей S-Cl и S-Br по отношению к S-F в низших хлоридах и бромидах проявляется способность серы к катенации. С помощью реакций типа: H₂S_n + 2S₂Cl₂ = S_4+nCl₂ + 2HCl, выделены индивидуальные соединения S_nCl₂ и S_nBr₂ (n = 3-8). В смесях существуют дихлоросульфаны до S₁₀₀Cl₂, при этом олигомеры-S_n- стабилизируются образованием концевых связей S-Cl..

У Te существует несколько субгалогенидов, полученных по реакциям Te + X₂ и характеризующихся наличием зигзагообразных гомоатомных цепей из атомов Te. Эти цепи во многом аналогичны цепям в свободном теллуре.

Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору

Разница между Галогеном и Галогенидом металла

ГАЛОГЕНИДЫ

ГАЛОГЕНИДЫ, хим. соед. галогенов с др. элементами. К галогенидам обычно относят соед., в к-рых атомы галогена имеют большую электроотрицательность, чем др. элемент. Галогенидов не образуют Не, Ne и Аг. К простым, или бинарным, галогенидам ЭХ_n (n-чаще всего целое число от 1 у моногалогенидов до 7 у IF₇ и ReF₇, но м. б. и дробным, напр. 7 /₆ у Bi₆Cl₇) относят, в частности, соли галогеноводородных к-т и межгалогенные соединения (напр., галогенфториды). Существуют также смешанные галогениды, полигалогениды, гидрогалогениды, оксогалогениды, оксигалогениды, гидроксогалогениды, тиогалогениды и комплексные галогениды.

По характеру связи элемент-галоген простые галогениды подразделяют на ионные и ковалентные. В действительности связи имеют смешанный характер с преобладанием вклада той или иной составляющей. Галогениды щелочных и щел.-зем. металлов, а также многие моно- и дигалогениды др. металлов-типичные соли, в к-рых преобладает ионный характер связи. Большинство из них относительно тугоплавки и малолетучи, хорошо растворимы в воде; в водных р-рах почти полностью диссоциируют на ионы. Св-вами солей обладают также тригалогениды Р3Э. Р-римость в воде ионных галогенидов, как правило, уменьшается от иодидов к фторидам. Хлориды, бромиды и иодиды Ag + , Сu + , Hg + и Pb + плохо растворимы в воде.

Увеличение числа атомов галогенов в галогенидах металлов или отношения заряда металла к радиусу его иона приводит к повышению ковалентной составляющей связи, снижению р-римости в воде и термич. устойчивости галогенидов, увеличению его летучести, повышению окислит. способности и склонности к гидролизу. Эти зависимости наблюдаются для галогенидов металлов одного и того же периода и в ряду галогенидов одного и того же металла. Их легко проследить на примере термич. св-в. Напр., для галогенидов металлов 4-го периода т-ры плавления и кипения составляют соотв. 771 и 1430°С для КС1, 772 и 1960°С для СаС1₂, 967 и 975 °С для ScCK, - 24,1 и 136°С для Т1С1₄. Для UF₃ т. пл. ~ 1500°С, UF₄ 1036 °С, UF₅ 348 °С, UF₆ 64,0 °С В рядах соед. ЭХ_n при неизменном п ковалентность связи обычно увеличивается при переходе от фторидов к хлоридам и уменьшается при переходе от последних к бромидам и иодидам. Так, для A1F₃ т. возг. 1280°С, А1С1₃ 180°С, т. кип. А1Вг₃ 254,8 °С, АlI₃ 407 °С. В ряду ZrF₄, ZrCl₄, ZrBr₄, ZrI₄ т-ра возгонки равна соотв. 906, 334, 355 и 418°С. В рядах MF,, и МС1„, где М-металл одной подгруппы, ковалентность связи уменьшается с ростом атомной массы металла. Фторидов и хлоридов металлов с примерно одинаковым вкладом ионной и ковалентной составляющей связи немного.

Галогениды неметаллов более ковалентны, чем галогениды металлов. Так, т-ры возгонки SiF₄ ( - 95 °C и GeF₄ ( - 36 °C гораздо ниже, чем у TiF₄ и ZrF₄, также и т-ры кипения SiCl₄ (57,0 °С) и GeCl₄(83,12°C) ниже, чем у Т1С1₄ и ZrCl₄. Ковалентные SiF₄ и GeF₄, в отличие от TiF₄ и ZrF₄, почти мгновенно гидролизуются водой.

Средняя энергия связи элемент - галоген уменьшается при переходе от фторидов к иодидам и с повышением п (см. табл.).

ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ В НЕКОТОРЫХ ГАЗООБРАЗНЫХ ГАЛОГЕНИДАХ, кДж/моль

К смешанным галогенидам, содержащим наряду с атомами к.-л. элемента атомы двух или большего числа галогенов, относятся, напр., хлоропентафторид серы SC1F₅, бромохлороди-фторид углерода CBrClF₂, к межгалогенным соед. ХХ_n' (п = = 1, 3, 5 или 7)-ClF, BrF₃, BrF₅, IF₇ и др. Полигалогениды содержат анионы Х_n - (X == Вг, I; п = 3, 5, 9), напр. КВr₃, К1₉. Гидрогалогениды МН_n Х_n+1 , или МН_n Х_n+2 - продукты присоединения галогеноводородов к галогенидам металлов; содержат ионы H_nX - _n+1. Наиболее устойчивы гидрофториды металлов.

Многие металлы и неметаллы образуют галогениды, содержащие изолированные или мостиковые атомы О (соотв. оксо-и оксигалогениды), напр. оксотрифторид ванадия VOF₃, диоксифторид ниобия NbO₂F, диоксодииодид вольфрама WO₂I₂, карбонилгалогениды СОХ₂, нитрилгалогениды NO₂X, нитрозилгалогениды NOX, тионилгалогениды SOX₂. Характер связей элементов с галогенами в окси-и оксогалогенидах неметаллов более ковалентный, чем в соответствующих соед. металлов.

Комплексные галогениды (галогенометаллаты) содержат комплексные анионы, в к-рых атомы галогенов являются лигандами, напр. гексахлороплатинат(IV) калия K₂[PtCl₆], гептафторотанталат(V) натрия Na[TaF₇], гексафтороарсенат(V) лития Li[AsF₆]. наиб. термич. устойчивостью обладают фторо-, оксофторо- и хлорометаллаты. По характеру связей к комплексным галогенидам близки ионные соед. с катионами NF₄ + , N₂F₃ + , C1F₂ + , XeF + и др.

Для многих галогенидов характерны ассоциация и полимеризация в жидкой и газовой фазах с образованием мостиковых связей. наиб. склонны к этому галогениды металлов I и II групп, А1С1₃, пентафториды Sb и переходных металлов, оксофториды состава MOF₄. Известны галогениды со связью металл - металл, напр. Hg₂Cl₂.

Фториды значительно отличаются по св-вам от др. галогенидов. Однако в простых галогенидах эти отличия выражены менее резко, чем в самих галогенах, а в комплексных галогенидах-слабее, чем в простых.

Многие ковалентные галогениды (особенно фториды)-сильные к-ты Льюиса, напр. AsF₅, SbF₅, BF₃, A1C1₃. Фториды входят в состав сверхкислот. Высшие галогениды восстанавливаются металлами и Н₂, напр.:

Галогениды металлов V-VIII групп, кроме Сr и Мn, восстанавливаются Н₂ до металлов, напр.:

Многие ковалентные и ионные галогениды металлов взаимодействуют между собой с образованием комплексных галогенидов, напр.:

Более легкие галогены могут вытеснять более тяжелые из галогенидов. Кислород может окислять галогениды с выделением С1₂, Вr₂ и I₂. Одна из характерных р-ций ковалентных галогенидов-взаимод. с водой (гидролиз) или ее парами при нагр. (пирогидролиз), приводящее к образованию оксидов, окси- или оксогалогенидов, гидроксидов и галогеноводородов. Исключение составляют CF₄, CC1₄ и SF₆, устойчивые к парам воды при высоких т-рах.

Галогениды получают непосредственно из элементов, взаимод. галогеноводородов или галогеноводородных к-т с элементами, оксидами, гидроксидами или солями, а также обменными р-циями.

Галогениды широко используют в технике как исходные в-ва для получения галогенов, щелочных и щел.-зем. металлов, как компоненты стекол и др. неорг. материалов; они являются промежут. продуктами в произ-ве редких и нек-рых цветных металлов, U, Si, Ge и др.

В природе галогениды образуют отдельные классы минералов, в к-рых представлены фториды (напр., минералы флюорит, криолит) и хлориды (сильвин, карналлит). Бром и иод входят в состав нек-рых минералов в виде изоморфных примесей. Значительные кол-ва галогенидов содержатся в воде морей и океанов, в соляных и подземных рассолах. Некоторые галогениды, напр. NaCl, К.С1, СаС1₂, входят в состав живых организмов.

О псевдогалогенидах см., напр., Галогены, об орг. галогенидах-Галогенангидриды карбоновых кислот, Галогензамещенные углеводородов. Э.Г. Раков.
===
Исп. литература для статьи «ГАЛОГЕНИДЫ» : нет данных

Читайте также: